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Einrichtung zur Zuführung von festen Zusatzstoffen in ein
Frisch-Reaktionsgefäss
Es ist bekannt, beim Behandeln von Metallbädern unter Vermittlung von gegen die Oberfläche dieser Bäder gerichteter Gasstrahlen feste Zusatzstoffe in fein verteilter Form mit Hilfe dieser Gase gegen die Oberfläche des Metallbades zu blasen, wobei das Gas entweder selbst eine Wirkung auf das Metallbad aus- üben kann oder aber nur als Träger für die Feststoffe dient. Es ist weiters bekannt, beim Frischen von kohlenstoffhaltigen Eisenbädern durch einen gegen die Badoberfläche gerichteten Sauerstoffstrahl Kalk und andere Zusatzstoffe, wie beispielsweise Eisenoxyde oder Schlackenbildner in Pulverform, mit dem Frischmittel auf oder in das Eisenbad zu blasen. Es ist auch bekannt, kohlenstoffhaltige Substanzen dem Bad zugleich mit dem Frischmittel oder mit Hilfe von eigenen Düsen zuzuführen.
Bei den bekannten Verfahren einer derartigen ZufUhrung von Zusatzstoffen in gepulverter Form wird das Trägergas der Lanze unter Druck zugeführt, um die Feststoffe mit einer höheren Geschwindigkeit dem Bad zuzuführen. Da nun die die Düse tragende Lanze auf-und abbeweglich sein muss, damit die Stellung der Düse dem Badstand
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vorgesehen sein. Die Einbringung der staubförmigen Zusatzstoffe in das Trägergas muss vor diesen Verbindungen erfolgen, da diese Einbringung aus einem unter Druck stehenden Bunker erfolgt, der die fur mindestens eine Schmelze erforderliche Menge an Zusatzstoffen enthalten muss und daher schon wegen des Gewichtes ortsfest ausgebildet sein muss.
Es hat sich nun herausgestellt, dass die verwendeten Schläuche durch das mit den feinen Zusatzstoffen beladene, schnell strömende Trägergas starkem und unregelmässi- gem Verschleiss ausgesetzt sind, wodurch sie öfters augewechselt werden müssen. Da der Verschleiss ein unregelmässiger ist, die Schläuche aber bei der raschen Chargenfolge der Blasprozesse nicht ohne umständliche Massnahmen und Kosten laufend kontrolliert werden können, ergeben sich auch Betriebsstillstände durch unvermutete Brüche. Die Zufuhrung durch Gelenkrohre ist umständlich und teuer und es hat sich herausgestellt, dass auch diese Art der Zuführung durch Verschleiss der Gelenkdichtungen und durch Verstopfungen wenig betriebssicher ist.
Wenn die Zuführung der Zusatzstoffe durch eine von der das Frischmittel blasenden Lanze getrennte Lanze erfolgt, so verdoppeln sich die Schwierigkeiten.
Es ist weiters bekannt, Kalk in Pulverform oder in kleinstückiger Form durch eine von der das Frischmittel fuhrenden Leitung getrennte, diese Leitung beispielsweise umgebende oder zentral in der Frischmittelleitung befindliche eigene Leitung in den Frischmittelstrahl bzw. in die Reaktionszone des Frischmittelstrahles mit dem flüssigen Eisen bzw. der Schlacke fallen zu lassen. Wenn diese Zufuhrung durch ein zentral in der Frischmittelleitung vorgesehenes Rohr erfolgt, so wird der Kalk vom Frischmittelstrahl angesaugt und im Frischmittelstrahl verteilt.
Eine solche drucklose Zuführung ermöglicht es, die Zusatzstoffe mit Hilfe von bekannten beweglichen Fördermitteln, wie beispielsweise Band-oder Plattenförderern, einem am Zuführungsrohr angebrachten Trichter oder Zwischenbunker kontinuierlich oder portionsweise zuzuführen und von diesem direkt oder mittels bekannter Einfuhrungsvorrichtungen in das Zufuhrungsrohr selbst eintreten zu lassen, durch welches die Zusatzstoffe dann nach unten in den Frischmittelstrahl fallen. Eine derartige Vorrichtung ist für die alleinige Zufuhr von solchen Stoffen geeignet, welche nicht mit dem zur Behandlung des Metallbades bestimmten Gas reagieren.
Nicht hingegen eignet sich eine derartige Vorrichtung, ebensowenig wie alle andern Vorrichtungen, bei denen die Zumischung zu dem fur die Behandlung des Metallbades bestimmten Gas schon vor dem Austritt des Gasstrahles aus der Düse erfolgt, für die ZufUhrung solcher Stoffe, die mit dem zur Behandlung des Metallbades bestimm-
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ten Gas in unerwünschter Weise reagieren, wie insbesondere kohlenstoffhaltige Substanzen, wie beispielsweise Koks oder Kohle, beim Frischen von kohlenstoffhaltigen Metallbädern mit sauerstoffhaltigen Gasen, insbesondere technisch reinem Sauerstoff, weil in diesem Falle ein unerwünschter Abbrand der kohlenstoffhaltigen Substanzen eintritt.
Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung zur Zuführung von solchen festen Zusatzstoffen in ein Reaktionsgefäss, in welchem kohlenstoffhaltige Eisenbäder unter Vermittlung eines von oben gegen die Badoberfläche gerichteten Sauerstoffstrahles gefrischt werden, wobei eine zur Zuführung dieser Zusatzstoffe, gegebenenfalls unter Vermittlung eines Trägergases, dienende Düse zentral innerhalb der den Sauerstoff führenden Düse angeordnet ist. Die erfindungsgemässe Einrichtung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die die Zusatzstoffe fuhrende Düse samt ihrem Dusenrohr relativ zur Sauerstoffdüse höhenverstellbar ist. Auf diese. Weise kann je nach Bedarf die Mündung der die Zusatzstoffe führenden Düse der Saugwirkung des Sauerstoffstrahles unterworfen oder in grösserem oder kleinerem Masse dieser Wirkung entzogen werden.
Wenn die Mündung der zentralen Düse im Bereich der höchsten Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffes liegt, so ist die Saugwirkung am stärksten und die Zusatzstoffe werden am intensivsten mit dem Sauerstoffstrahl vermischt. Je weiter die Mündung der zentralen Düse aus der Sauerstoffduse herausgeschoben wird, desto geringer ist der Einfluss des strömenden Sauerstoffes auf diese Düse bzw. die Saugwirkung des Sauerstoffstrahles und desto weniger werden sich die Zusatzstoffe mit dem Sauerstoffstrahl vermischen. Wenn die Mündung der zentralen Düse der Saugwirkung des strömenden Sauerstoffes durch entsprechendes Herausschieben aus der Sauerstoffdüse entzogen wird, so werden die Zusatzstoffe an einer begrenzten Stelle zentral innerhalb der Auftrefffläche des Sauerstoffstrahles auf die Badoberfläche auftreffen.
Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung können dem Bad in verschiedenen Perioden des Prozesses kohlenstoffhaltige Substanzen, Schlackenbildner und/oder eisenerzhaltige Substanzen als Zusatzstoffe zugeführt werden. Beim Zuführen von kohlenstoffhaltigen Substanzen soll der Kohlenstoff dem Bad zulegiert werden und in möglichst geringem Masse abbrennen. Dies wird dadurch ermöglicht, dass durch Herausschieben der zentralen Düse, welche die kohlenstoffhaltigen Substanzen führt, der Strahl dieser Zusatzstoffe kompakt gehalten wird und eben nur auf eine begrenzte Zone der Auftrefffläche des Blasstrahles auf die Badoberfläche auftrifft. Da diese Zone im Zentrum der Auftrefffläche liegt, ist die Temperatur an dieser Stelle. verhältnismässig hoch, wodurch die Zulegierung des Kohlenstoffes zum Bad begunstigt wird.
Anderseits aber wird dadurch, dass die kohlenstoffhaltigen Substanzen nicht oder nur in geringem Masse mit dem Sauerstoffstrahl vermischt und in gedrängter Form zur Badoberfläche geführt werden, ein Abbrand dieser kohlenstoffhaltigen Substanzen weitgehend vermieden. Wenn anderseits schlackenbildende Substanzen, wie beispielsweise Kalk, dem Bad zugeführt werden, so ist es vorteilhaft, wenn diese Substanzen auf einen grossen Teil der Auftrefffläche des Blasstrahles oder auf die ganze Auftrefffläche desselben verteilt werden, da sie dann am besten reagieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die zentrale DUse soweit in die sie umschliessende SauerstoffdUse eingezogen wird, dass durch die Saugwirkung des strömenden Sauerstoffes eine Vermischung der Zusatzstoffe mit dem Sauerstoffstrahl begunstigt wird.
Innerhalb dieser zwei Grenzfälle sind Zwischenstellungen der zentralen Düse relativ zur Sauerstoffdüse möglich, in welchen die Vermischung der Zusatzstoffe mit dem Sauerstoffstrahl in geringerem oder in grösserem Masse erfolgt. Die Zusatzstoffe können hiebei einfach ohne Vermittlung eines Trägergases der zentralen Düse zugeführt werden und fallen dann auf die Badoberfläche herab. Wenn die Zusatzstoffe unter Vermittlung eines Trägergases zugeführt werden, welches von einem von freiem Sauerstoff freiem und vorzugsweise stickstofffreiem Gas gebildet ist, wie beispielsweise von Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd oder von Kohlenwasserstoffen, so bildet dieses Trägergas in gewissem Masse eine Schutzatmosphäre, welche den Sauerstoff zumindest teilweise von den Zusatzstoffen fernhält.
Im Falle der Verwendung von kohlenstoffhaltigen Zusatzstoffen wird dadurch der Abbrand noch weiter herabgesetzt. Es hat sich hiebei als zweckmässig erwiesen, die Zusatzstoffe dem Bad in einer Korngrösse von Staub bis 20 mm, vorzugsweise in einer Korngrösse von 5 bis 10 mm zuzuführen.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ermöglicht somit in vorteilhafter Weise" bei der Zufuhrung den verschiedenen Zusatzstoffen Rechnung zu tragen und diese in der günstigsten Weise dem Bad zuzuführen.
Um die Zuführung verschiedener Zusatzstoffe zu erleichtern, kann die erfindungsgemässe Einrichtung so ausgebildet sein, dass das Düsenrohr der die Zusatzstoffe führenden Düse mit verschiedenen Bunkerräumen für verschiedene Zusatzstoffe verbindbar ist. Es kann beispielsweise das Dusenrohr der die-Zusatzstoffe fuhrenden Düse von einem Rohr gebildet sein, welches in einen mit der Düse verstellbaren Aufgaberaum, beispielsweise einem Aufgabetrichter mündet, zu welchem Beschickungseinrichtungen von die verschiedenen Zusatzstoffe enthaltenden Bunkerräumen gefuhrt sind. In diese Leitung für die Zusatzstoffe kann die
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Zufilhrungsleitung für das Trägergas an einer Stelle hinter diesem Aufgaberaum mUnden.
Der Zufuhrungdruck des Trägergases wird zweckmässig so gewählt, dass er unter dem Druck des Sauerstoffgases liegt, so dass die Füllung des Aufgaberaumes auch bei niedriger FUllhöhe als Abdichtung genugt und zusätzliche Abdichtungsorgane erspart werden können. Dieser niedrige Zufuhrungsdruck hat den Vorteil, dass der Verschleiss der Zuführungsleitung für die Feststoffe herabgesetzt wird ; abgesehen davon bietet die Massnahme, diese Zuführungsleitung als Rohr auszubilden und mit dem Aufgabetrichter od. dgl. gemeinsam höhenverstellbar auszubilden, die Möglichkeit einer robusten Ausbildung der Zufuhrungsleitung unter Vermeidung von Krümmungen, welche bevorzugte Verschleissstellen darstellen. Schlauchverbindungen oder Gelenkrohre in der von festen Zusatzstoffen durchflossenen Leitung werden auf diese Weise überflüssig.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Einrichtung zur ZufUhrung von Zusatzstoffen in ein kohlenstoffhaltiges Eisenbad, welche beimOberwindfrischen eines derartigen Eisenbades verwendet wird. Fig. 2 ist ein Querschnitt nach Linie II-II der Fig. 1.
Mit 1 ist ein Düsenkörper bezeichnet, welcher aus einem Wassermantel 2 und einer Zuleitung 3 für I die während des Frischprozesses verwendeten festen Zusatzstoffe besteht. Der Wassermantel 2 ist durch Ringwände 4 in voneinander getrennte Räume 5 und 6 unterteilt, in welchen das durch einen Wasserzulauf 7 eingebrachte Wasser im Gegenstrom durch den Mantel 2 läuft (Pfeil 7a) und durch den Wasserablauf 8 ausgetragen wird. Zwischen der Zuleitung 3 und dem inneren Ringraum 6 des Wassermantels 2 ist eine ringförmige Leitung 9 vorgesehen, durch welche der zum Frischen des Eisenbades verwendete Sauerstoff von einer Sauerstoffzuleitung 10 zugefuhrt wird. Der Sauerstoffstrahl tritt durch den dusenförmigen Ringraum 11 nach unten aus.
Der Zuleitung 3 werden die festen Zusatzstoffe, wie beispielsweise Koks, Elektrodenkohle, Kalk und eisenoxydhaltige Substanzen von einem Bunker 12 zugeleitet. Die Einbringung der festen Zusatzstoffe in das Bad kann dadurch erfolgen, dass diese einfach auf Grund ihres Eigengewichtes vom Bunker 12 durch die Zuleitung 3 strömen oder es kann für die Einbringung dieser Zusatzstoffe in das Bad ein Trägergas verwendet werden, welches dann durch die Trägergaszuleitung 13 einge-
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Die die Zusatzstoffe führende Zuleitung 3 ist nun erfindungsgemäss relativ zur Sauerstoffduse 11 höhenverstellbar. Es ist hiezu einerseits eine Aufhängevorrichtung 14 am Bunker 12 und anderseits eine
Aufhängevorrichtung 15 am Wassermantel 2 vorgesehen. Über diese Aufhängevorrichtungen 14 und 15 ist der Bunker 12 und mit ihm die Zuleitung 3 für die Zusatzstoffe sowie der Wassermantel 2 und mit ihm die Sauerstoffdilse 11 in den Richtungen der Pfeile 14a und 15a heb-und senkbar. Die Verstellbarkeit der Zuleitung 3 für die Zusatzstoffe ist durch die punktierte Linie 3'dargestellt.
Zur Zufuhrung der verschiedenen festen Zusatzstoffe in den Bunker 12 sind zwei Förderbänder od. dgl.
16 und 17 vorgesehen. Das Förderband 16 ist um einen Schwenkpunkt 18 sowohl in vertikaleralsauchin horizontaler Richtung schwenkbar, so dass hiedurch den verschiedenen Stellungen des Bunkers 12 Rechnung getragen wird. Das Förderband 17, von welchem das Förderband 16 mit den Zusatzstoffen beliefert wird, ist unterhalb einer Reihe von Bunkern 19, 20,21 und 22 angeordnet. Der Bunker 19 enthält Flussmittel, der Bunker 20 Koks, der Bunker 21 Kalk und der Bunker 22 Eisenerz. Diese Zusatzstoffe können einzeln oder gemischt über die Förderbänder 17 und 16 dem Bunker 12 und weiter der Zufuhrungsleitung 3 zugefuhrt werden, durch welche sie in das Eisenbad eingebracht werden.
Die erfindungsgemässe Einrichtung eignet sich für alle jene Frischprozesse, in welchen kohlenstoffhaltige Eisenbäder unter Vermittlung eines von oben gegen die Badoberfläche gerichteten Sauerstoffstrahles gefrischt werden. Dieser Frischprozess kann sowohl in Konvertern als auch in Siemens-Martin-Öfen durchgeführt werden.